Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy CAD/CAE, vazby součástí CAE)

Podobné dokumenty
Základy tvorby výpočtového modelu

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

SIMULACE V KONFEKČNÍ VÝROBĚ S VYUŽITÍM METODY KONEČNÝCH PRVKŮ (MKP, FEM)

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

Mechanika s Inventorem

Generování sítě konečných prvků

Komplexní správa technických dat. PDM základní pojmy. Ing. Martin Nermut, 2012

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Tvorba výpočtového modelu MKP

PROJEKT II kz

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Aplikace metody konečných prvků

Nelineární úlohy při výpočtu konstrukcí s využitím MKP

Metoda konečných prvků Charakteristika metody (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Mechanika s Inventorem

TAH/TLAK URČENÍ REAKCÍ

Rozdíly mezi MKP a MHP, oblasti jejich využití.

APLIKACE SIMULAČNÍHO PROGRAMU ANSYS PRO VÝUKU MIKROELEKTROTECHNICKÝCH TECHNOLOGIÍ

OPTIMALIZACE A MULTIKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ FUNKČNÍ ZPŮSOBILOSTI POZEMNÍCH STAVEB D24FZS

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava

BIM & Simulace CFD simulace ve stavebnictví. Ing. Petr Fischer

Metoda konečných prvků Úvod (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Propojení matematiky, fyziky a počítačů

Výpočtové nadstavby pro CAD

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Tutoriál programu ADINA

Mechanika s Inventorem

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební. Projekt: Využití pokročilého modelování konstrukcí v magisterském studiu

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

VYUŽITÍ MATLABU PRO VÝUKU NUMERICKÉ MATEMATIKY Josef Daněk Centrum aplikované matematiky, Západočeská univerzita v Plzni. Abstrakt

Technologie a procesy sušení dřeva

Mechanika s Inventorem

FLUENT přednášky. Metoda konečných objemů (MKO)

SOUSTAVY LINEÁRNÍCH ROVNIC

Pevnostní analýza plastového držáku

Hospodářská informatika

Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti (339) Metoda konečných prvků MKP I (Návody do cvičení)

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

Mechanika s Inventorem

Programové systémy MKP a jejich aplikace

POČÍTAČEM PODPOROVANÁ VÝROBA

Martin NESLÁDEK. 14. listopadu 2017

POČÍTAČOVÁ PODPORA TECHNOLOGIE

4EK311 Operační výzkum. 1. Úvod do operačního výzkumu

Autodesk Inventor Professional 9

1. Úvod do Systémů CAD

Řešení kontaktní úlohy v MKP s ohledem na efektivitu výpočtu

Počítačová simulace tepelných procesů s využitím výpočetních MKP systémů

Miroslav Stárek. Brno, 16. prosince ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary

Program dalšího vzdělávání

Analýza prutové konstrukce

PBS Velká Bíteš. Profil společnosti

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

TECHNICKÁ DOKUMENTACE (Technické kreslení)

Elektronické obvody analýza a simulace

NESTABILITY VYBRANÝCH SYSTÉMŮ. Úvod. Vzpěr prutu. Petr Frantík 1

ANALÝZA NAPĚTÍ A DEFORMACÍ PRŮTOČNÉ ČOČKY KLAPKOVÉHO RYCHLOUZÁVĚRU DN5400 A POROVNÁNÍ HODNOCENÍ ÚNAVOVÉ ŽIVOTNOSTI DLE NOREM ČSN EN A ASME

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A3. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Numerické metody. Numerické modelování v aplikované geologii. David Mašín. Ústav hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky

Simulace oteplení typového trakčního odpojovače pro různé provozní stavy

Plánovací systémy s využitím IT

Náhradní ohybová tuhost nosníku

Speciální numerické metody 4. ročník bakalářského studia. Cvičení: Ing. Petr Lehner Přednášky: doc. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.

Úvod, rozdělení CAD systémů Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Karel Procházka

Cvičení 9 (Výpočet teplotního pole a teplotních napětí - Workbench)

Globální matice konstrukce

Rovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Návrh a simulace zkušební stolice olejového čerpadla. Martin Krajíček

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Technologie a procesy sušení dřeva

CZ.1.07/2.2.00/ )

LOG. František Manlig. Technická univerzita v Liberci. Logistika TU v Liberci

Software ANSYS pro návrh a optimalizaci elektrických strojů a zařízení, možnosti multifyzikálních analýz

Pružnost a plasticita II CD03

SYSTÉMY ŘÍZENÍ PODNIKU OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU MPH_SYRP V magisterském studiu

Parametrizovaná geometrie v COMSOL Multiphysics, verze 3.5a

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Michal Vaverka: Přehled řešených projektů

TÉMATA PROJEKTŮ KME/PRJ3 VYPSANÁ PRO ZIMNÍ SEMESTR AK. R. 2016/17. Katedra mechaniky

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Modelování zdravotně významných částic v ovzduší v podmínkách městské zástavby

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE - CVIČENÍ

CZ.1.07/2.2.00/ )

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. 5. přednáška

FSI analýza brzdového kotouče tramvaje

Ing. Tomáš MAUDER prof. Ing. František KAVIČKA, CSc. doc. Ing. Josef ŠTĚTINA, Ph.D.

Autodesk Simulation CFD Webinář , Martin Sás a Petr Fischer

1 Přesnost metody konečných prvků

Ing. Jitka Řezníčková, CSc., Ing. Jan Šleichrt, Ing. Jan Vyčichl, Ph.D.

Hospodářská informatika

Výuka Hospodářské informatiky na MENDELU v Brně. Teaching of Management Informatics at Mendel University in Brno

REGIONÁLNÍ TECHNOLOGICKÝ INSTITUT. Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní

Transkript:

CAD/CAE ÚNOD: Jan Tippner, Václav Sebera, Miroslav Trcala, Eva Troppová. Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy CAD/CAE, vazby součástí CAE) Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipliny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0021) za přispění finančních prostředků EU a státního rozpočtu České republiky.

Obsah Strana 2 http://www.youtube.com/watch?v=hmicuc3a_5y&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=q1c9yiftg7q&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=hrfcromz2ii&feature=related http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&nr=1&v=6vwbfkkjud8 http://www.youtube.com/watch?v=wnsiomvhehe&feature=related http://www.youtube.com/watch?nr=1&feature=endscreen&v=4r0mcv5kkly http://www.youtube.com/watch?v=uiux7iwj3ta&feature=related http://www.youtube.com/watch?v= apbdyxcwza&feature=related

Obsah 1) Úvod do předmětu CAD/CAE 2) Náplň přednášek a cvičení 3) Požadavky pro úspěšné absolvování předmětu 4) Úvod do CAE a MKP definice 5) Přehled nástrojů CAE, vazby součástí CAE 6) Obecné postupy CAD/CAE Strana 3

Cíle a požadavky CAD/CAE Strana 4 Cílem předmětu CAD/CAE: Osvojení si znalostí a dovedností z oblasti CAE (Computer Aided Engineering) se zaměřením na simulační nástroje využívající numerické analýzy a vazbu těchto nástrojů na ostatní oblasti CAE. Seznámení se s nástroji, jejich specifiky, užívanými metodami, požadavky na CAD modely pro potřeby CAE analýz, základní postupy analýz, procesy výstavby výpočtových modelů pro nasazení MKP (metody konečných prvků). Dotace: 14 týdnů á 1 hod. př. / 2 hod. cv. (povinná docházka)

Náplň přednášek CAD/CAE Strana 5 1) Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy CAD/CAE, vazby součástí CAE) 2) Podstata modelování, typy analýz, typický proces analýzy MKP 3) Prostředí CAE nástrojů využívajících MKP (režimy práce, popis GUI, správa souborů) 4) Tvorba geometrických modelů (import modelu, dimenze úlohy, geometrické entity, princip výstavby modelu, souřadné systémy, booleovské operace, jednotky) 5) Síťování, konečné prvky (typy sítí a prvků, vliv na kvalitu výsledků) 6) Fyzikální model (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely) 7) Řešení a interpretace výsledků (řešiče, konvergence, export dat, zobrazení) 8) Parametrizované modelování, pravděpodobnostní modelování 9) Mechanická analýza (statická, lineární/nelineární, kontaktní analýza) 10) Dynamické analýzy (modální, harmonická, předpětí, transientní) 11) Teplotní analýzy (kondukce, konvekce, radiace, stacionární/nestacionární) 12) Analýzy vázaných fyzikálních polí (formulace úlohy a algoritmizace) 13) Optimalizace (geometrická, topologická) 14) Aplikace MKP ve dřevařství

Náplň cvičení CAD/CAE Strana 6 1) Úvod do prostředí ANSYS, 3D modelování (jednostranně vetknutý nosník ohyb vlivem gravitace) 2) Ohybové namáhání 2D součástky (jednostranně vetknutý nosník ohyb vlivem gravitace) 3) Ohyb příhradového nosníku, spojitě zatížený nosník 4) Konzultace seminárních prací (výběr úlohy), úvod do teplotních úloh 5) Teplotní analýzy (smíšené okrajové podmínky, transientní úloha) 6) Dynamické analýzy modální analýza 7) Harmonická dynamická analýza 8) Transientní dynamická analýza 9) Konzultace seminárních prací, tlaková zkouška dřevěného tělíska s různým odklonem vláken 10) Materiál s nelineárním materiálovým modelem 11) Parametrizace úlohy 12) Optimalizace 13) Úloha se sdruženými poli 14) Konzultace seminárních prací

Cíle a požadavky CAD/CAE Strana 7 Ukončení předmětu: zápočet (3 kredity) Seminární práce: projekt step by step postup numerické simulace tělesa/konstrukčního prvku. Téma (tvar, typ analýzy) bude zvoleno/zadáno ve 4. cvičení, zpracováno v průběhu semestru, poslední cvičení pro konzultace a připomínky k obsahu, odevzdáno v předepsané formální podobě (struktuře dané šablonou) do konce zkouškového období. Příklad části projektu: 4. Definice typu prvku (elementu) Z menu preprocesoru (Preprocessor Menu), vyberte Element Type > Add/Edit/Delete. Klikněte na 'Add...' tlačitko. Zobrazí se následující okno (obr. 4). V tomto případě volíme 3D elastický přímý pipe prvek (výběr viz obr. 4). Vyberte prvek a klikněte na 'OK'. Nyní je zobrazen 'Type 1 PIPE16' v 'Element Types' okně.

Strana 8 Co je CAE? CAE = Computer aided Engineering inženýrství pomocí počítače. počítačem podporované inženýrství, Jedná se o komplexní podporu inženýrských činností ve vývoji a návrhu. Jedná se o postupy zahrnující CAD, CAA, CAPP, CIM, MRP, PPC, ERP, CAM a CAQ. Jedná se o soubor výpočtových, modelovacích a simulačních prostředků nejčastěji využívající metodu konečných prvků (MKP). Termín CAE běžně užíván ve smyslu inženýrské analýzy. Pojen se jménem Jason Lemon, Structural Dynamics Research Corporation, konec roku 1970.

Co je CAE? Strana 9 CAD = Computer aided Design návrh pomocí počítače, počítačem podporovaný návrh, automatizované projektování a pod.), podporovaný návrh součásti, konstrukce, podpora tvorby dokumentace. SW pro geometrické a matematické modelování. Zejm. grafické činnosti příp. omezené výpočty a analýzy. CAA = Computer aided Analysis analýza pomocí počítače zahrnuje zejména postupy numerické analýzy (FEA). CAPP = Copmputer aided Production Planning plánování výroby pomocí počítače. PC podporované plánování: zhotovení pracovních plánů, výběr prostředků, zhotovení návodů na montáž, programování numerického řízení. CAQ = Computer aided Quality kontrola a řízení kvality, zkouška kvality výrobku (rozměrové tolerance, vlastnosti) CIM = Computer integrated Manufacturing CAM = Computer aided Manufacturing výroba s využitím počítače, zhotovení objektu pomocí počítačem řízeného obráběcího stroje. CAQ = Computer aided quality assurance PPC = Production planning and control ERP = enterprise resource planning

Co je CAE? Strana 10 Softwarové nástroje pro podporu CAE v oblasti: analýzy robustnosti a výkonosti součástí a celků simulace, verifikace, optimalizace produktů a výrobních nástrojů podpora obchodu (business process), výrobní modely s přesahem do obchodu Jednotlivé nástroje vystupují samostatně ale mohou interagovat mezi sebou (networking). CAE oblasti: Strukturální analýza FEA Teplotní analýza a analýza tekutin Computational fluid dynamics (CFD) Kinematika Analýza mechanických jevů (MES) An. procesů (tváření,obrábění, lisování) Optimalizace součástí a procesů Bezpečnostní analýzu (chlazení, jištění...)

Co je FEM? Strana 11 Finite element method (FEM), Finite element analysis (FEA) Metoda konečných prvků (MKP) numerická metoda sloužící k simulaci průběhů napětí, deformací, vlastních frekvencí, proudění tepla, jevů elektromagnetismu, proudění tekutin atd. na vytvořeném fyzikálním modelu. princip spočívá v diskretizaci spojitého kontinua do určitého (konečného) počtu prvků, přičemž zjišťované parametry jsou určovány v jednotlivých uzlových bodech. užívána především pro kontrolu již navržených zařízení, nebo pro stanovení kritického (nejnamáhanějšího) místa konstrukce ačkoliv jsou principy této metody známy již delší dobu, k jejímu masovému využití došlo teprve s nástupem moderní výpočetní techniky. Výhody: zkrácení vývojového času, snížení výrobních nákladů na zavedení do výroby, zvyšování kvality, inovace

Co je FEM? Strana 12 Metoda konečných prvků je založena na Lagrangeově principu: Těleso je v rovnováze, jestliže celková potenciální energie deformace soustavy je minimální. Preprocesor (připravení modelu, diskretizace) Solver (výpočet) Postprocesor (zobrazení) 1. Geometrický (CAD) model 2. Diskretizace modelu (nahrazení nekonečného objemu modelu konečným počtem prvků, resp. uzlových bodů) 3. Pro každý diskrétní bod získáme 3 rovnic pole posuvů do všech směrů (x,y,z) a snažíme se spočítat pole deformací(6 rovnic) a pole napětí(6 rovnic) 4. Nahrazení funkce posuvů polynomem a vyjádření funkce posuvů 5. Zavedení okrajových podmínek 6. Výpočet soustavy lineárních algebraických rovnic 7. Výpočet deformací a napětí pro jednotlivé uzlové body 8. Většinou grafické zobrazení na modelu s výpisem důležitých hodnot